TE_CRG- Laetitia Dufay-Chanat- 164517 Sécurité Cryogénique Définition Cryogénie au CERN Caractéristiques des fluides cryogéniques Risques Règle Rôle du TSO Cours TSO - TR01 Presentation de la notion d’espace confine au CERN Bien insister sur le fait qu’un espace confine n’est pas forcement clos TE_CRG- Laetitia Dufay-Chanat- 164517 EDMS n. Etre TSO au CERN

DEFINITION La cryogénie est la science et la technologie des basses températures (inférieures à -150 °C ou 120 K). La limite de −153,15 °C représente la limite à partir de laquelle les gaz de l'air se liquéfient. EDMS n. Etre TSO au CERN

Cryogénie au CERN Principaux utilisateurs : détecteurs pour la physique Bobines supraconductrices des détecteurs LHC (ATLAS et CMS) Utilisation de différents types de fluides cryogéniques (hélium, azote et argon) EDMS n. Etre TSO au CERN

Cryogénie au CERN Principaux utilisateurs : accélérateurs Aimants supraconducteurs de l’accélérateur LHC Utilisation d’hélium à différentes températures d’exploitation (écrans thermiques, écrans de faisceaux, distribution, aimants, etc.) EDMS n. Etre TSO au CERN

Cryogénie au CERN Centrales/unités de réfrigération et liquéfacteurs Centrales de réfrigération (stations de compression chaude et boîtes froides – p. ex : LHC, ATLAS, CMS)   Unités de réfrigération (p. ex. : unités de compression froide du LHC)   Liquéfacteurs (p. ex. : Cryolab, SM18)   EDMS n. Etre TSO au CERN

Cryogénie au CERN Stockage et distribution Récipients de stockage : gaz comprimé à température ambiante ou cryogénique Réseaux de lignes de distribution (à température ambiante ou cryogéniques) EDMS n. Etre TSO au CERN

Cryogénie au CERN AD hall, Cryolab…. AD complex experiments Cryolab e.g. AEgIS cryostat Cryolab EDMS n. Etre TSO au CERN

Caractéristiques des fluides cryogéniques H2 Hydrogène O2 Oxygène Inodore Invisible Silencieux N2 Azote EDMS n. Etre TSO au CERN

Caractéristiques des fluides cryogéniques He N2 Ar O2 Air Eau Température d’ébullition (Téb (K) @ 1.013 bar) 4 77 87 90 79 373 Rapport volume de gaz (273 K) /liquide 709 652 795 808 685 ----- Chaleur latente (évaporation kJ/kg @ Téb) 21 199 163 213 205 2260 Densité liquide (kg/m3@ Téb) 125 804 1400 1140 874 960 Ne pas mélanger les gaz différents! EDMS n. Etre TSO au CERN

RISQUES PHYSIOLOGIQUES Température < -153 0C => risques de brûlures Équipement de protection individuelle (EPI) à usage cryogénique Brûlures de contact en quelques secondes : exposition de la peau à de basses températures Similaires aux brûlures chaudes / peuvent geler, déchirer ou arracher la peau localement Une exposition prolongée à des vapeurs ou gaz froids peut entraîner des lésions aux poumons et aux yeux (muqueuses) EDMS n. Etre TSO au CERN

RISQUES BRULURES Conduite à tenir P.A.S. (Protéger, Alerter, Secourir) Retirer la personne de la source froide Appeler les pompiers Premiers gestes Les vêtements gelés doivent être enlevés très lentement et avec précaution Ne pas masser les zones affectées Ne pas appliquer de la glace Ne pas appliquer des huiles EDMS n. Etre TSO au CERN

Facteur 700 => risque d’anoxie Équipement de prévention RISQUES PHYSIOLOGIQUES Facteur 700 => risque d’anoxie Équipement de prévention et protection. Lors d’un déversement important de fluide cryogénique la teneur en oxygène de l’air diminue car l’air se mélange avec une grande quantité de gaz Si c’est de l’hélium: risque d’anoxie en hauteur Si c’est de l’azote ou de l’argon: risque d’anoxie à terre EDMS n. Etre TSO au CERN

RISQUES ANOXIE Rappel: asphyxie graduelle La réaction du corps humain en fonction du niveau d’oxygène EDMS n. Etre TSO au CERN

RISQUES ANOXIE Conduite à tenir P.A.S. (Protéger, Alerter, Secourir) Déplacer les victimes au plus vite (dans la mesure du possible) vers une atmosphère normale (21% O2) Suivre les panneaux d’évacuation/de sortie, tenir compte du mouvement du nuage de gaz froid Utilisation d’un masque auto-sauveteur ou des bouteilles d’oxygène Appeler les pompiers Premiers gestes Si les victimes ne respirent pas faire de la respiration artificielle Apporter des masques à d’oxygène aux victimes EDMS n. Etre TSO au CERN

RISQUES POUR LES EQUIPEMENTS L'accumulation de pression : charges thermiques anormales: Organes de sécurité Feu La perte de vide d'isolation Aimant SC transition résistive (Quench Evacuation bloquée EDMS n. Etre TSO au CERN

RISQUES POUR LES EQUIPEMENTS Fragilisation/ contraintes thermiques Fragilisation Risque de rupture fragile de matériaux si soumis à une charge Protection mécanique entourant les équipements / structures de déversement des liquides cryogéniques / décharge Les contraintes thermiques L=27 km, dL~80 m Matériaux subissent des contractions thermiques lorsqu'ils sont soumis aux basses températures => rupture Acier inoxydable: 3 mm/m, en aluminium: 4 mm/m, Polymères: 10 mm/m Limiter les accès EDMS n. Etre TSO au CERN

RISQUES POUR LES EQUIPEMENTS Condensation Condensation des gaz atmosphériques Isolation inappropriée, ou un déversement / rejet de fluides cryogéniques, peuvent conduire à un enrichissement en oxygène air liquide  50% O2 au lieu de 21% dans l'air atmosphérique Principalement observé sur des lignes de transfert et pendant les opérations de remplissage du récipient Choix des matériaux, suivi de l’opération des installations EDMS n. Etre TSO au CERN

REGLE AU CERN Définit les types de risques, Propose les bases d’une démarche de prévention, Rappelle la nécessité de formation des participants. EDMS n. Etre TSO au CERN

INSPECTION PÉRIODIQUE Toute installation doit être à jour des inspections périodiques des organes de sécurité Toute installation doit avoir un dossier de sécurité Les phases de maintenance, remise en service, démantèlement s’accompagnent de mesures de sécurités supplémentaires EDMS n. Etre TSO au CERN

ROLE DU TSO Regarder Protéger Contrôler Arrêter EDMS n. Etre TSO au CERN

Merci pour votre attention ! Questions ? EDMS n. Etre TSO au CERN